2026-09-14
流量計の選択は体系的なプロセスです。価格や単一のパラメーターだけに焦点を当てることはできません。選定には以下の 5 つの側面に基づいた総合的な評価が必要ですが、どれも見逃せません。
参照規格: HG/T 20507-2014「自動化機器の選択および設計に関する規定」および SH/T 3104-2013「石油化学機器設置の設計に関する規定」。
(1) 導電性液体（水、酸・アルカリ溶液、鉱物スラリー、泥、パルプ）
電磁流量計が第一の選択肢です。ファラデーの電磁誘導の法則に基づき、最大 ±0.5% の精度と最大 100:1 のターンダウン比を実現します。流れを妨げる要素や圧力損失のないストレートスルー設計が特徴で、DN15 ～ DN3000 のサイズ範囲をカバーします。ただし、媒体の導電率は 5 μS/cm 以上でなければならず、パイプは満杯のままでなければなりません。媒体内に大きな気泡が存在すると、測定値が変動する可能性があります。
電磁流量計は純水や脱塩水（導電率が極めて低い）には適していません。代わりに超音波流量計を使用する必要があります。
固体粒子を含むスラリーまたは鉱物スラリーの場合、電磁流量計のストレートスルーセンサー設計により目詰まりが防止されます。耐摩耗性のゴムまたはセラミックライナーが使用されます。 (2) 非導電性液体 (石油、ディーゼル、純ベンゼンなど) - きれいな低粘度オイル: タービン流量計は高精度 (0.5% ～ 1.0%) と高速応答を実現し、ターンダウン比は 10:1 以上です。これらは保管輸送や精製油の積み込みに適しています。培地は清潔で、不純物や気泡がなく、粒子サイズが 0.1 mm 未満になるまで濾過されている必要があります。
浮遊粒子または気泡を含む液体: 超音波流量計は導電率によって制限されません。クランプオンモデルは非接触測定が可能なため、プロセスを停止せずに設置する場合や大口径のパイプラインに適しています。
ガス/気泡含有量が多い液体: ガスを含む液体を正確に測定できるため、超音波流量計が推奨されます。
高粘度媒体（重油、潤滑油、グリセリンなど）：容積式流量計（オーバルギヤ、ツインローター）またはコリオリ質量流量計。容積式計は高精度 (0.2% ～ 0.5%) を提供し、粘度変化の影響を受けません。コリオリ メーターはさらに高い精度 (0.1% ～ 0.2%) を提供しますが、取得コストが高くなります。容積式スクリュー流量計の特定のモデルは、最大 40,000 cSt の粘度を処理できます。
(3) 腐食性の高い媒体: ライナーと電極の材料の選択は重要です。電磁流量計のライナーは PTFE (ポリテトラフルオロエチレン、耐熱温度 180°C 以下)、PFA、F46、またはセラミックで作ることができます。電極はハステロイ C276、チタン、タンタル、白金イリジウム合金などで作ることができます。
材料選択ガイドライン:
あるいは、クランプ式超音波流量計を使用することもできます。完全に非接触で測定できるため、発生源での腐食のリスクが排除されます。 (4) 高粘度メディア
容積式流量計 (楕円形ギア/ツインローター) とコリオリ質量流量計が主な選択肢です。容積式計は高精度 (0.2% ～ 0.5%) を提供し、粘度の変化の影響を受けません。ただし、きれいな媒体が必要であり、硬い粒子の存在は厳しく禁止されています。非常に粘度の高い流体の場合、タービン流量計や渦流量計の使用は避けてください。粘度の上昇により流速プロファイルが乱れ、測定の不正確さにつながるからです。
(5) 固体粒子を含む媒体の場合、オプションには電磁流量計 (詰まりを防ぐためのストレート センサー設計を使用)、ドップラー超音波流量計 (媒体内に直径 100 μm 以上の散乱体が必要)、およびターゲット流量計 (粒子を含む高粘度流体に適しています) が含まれます。また、目詰まりを防ぐため、流量計の上流にフィルターを設置し、定期的に掃除することをお勧めします。
(1) クリーンガス（空気、窒素、天然ガス）
直接質量流量測定の場合: 熱式ガス質量流量計が適しています。温度や圧力の補償は必要なく、高いターンダウン比を提供し、質量流量信号を直接出力しますが、湿気や塵の影響を受けやすいです。
大口径パイプライン: 超音波ガス流量計または差圧タイプ (低コストで確立された規格を提供するオリフィス プレートなど)。
低圧ガス システム: エネルギー損失を最小限に抑えるには、ベンチュリ管または低損失ノズルが推奨されます。最大 15:1 のターンダウン比を提供する渦流量計も適しています。
(2) 汚れたガス（排ガス、バイオガス、粉塵を含んだガス）
セグメント型オリフィス プレート (汚れた媒体が通過できるように上部にセグメント状の切り欠きがあり、蓄積を減らすことを特徴とする標準オリフィス プレートの変形) またはセルフクリーニング機能を備えた差圧流量計が主な選択肢となります。粉塵が多い場合には、粉塵除去のためのスクレーパや高周波振動などの機能を備えた熱式流量計を選択する必要があります。
渦流量計は蒸気測定の主な選択肢です。高温耐性 (最大 350°C) と幅広いターンダウン比を備えていますが、温度および圧力補償モジュールが必要です。飽和蒸気の温度と圧力は強い相関があるため、温度と圧力の補償が必要です。過熱蒸気の場合は、より高い温度および圧力定格のモデルを選択する必要があります。
多相流体 (石油、ガス、水の混合物)
多相流量計は通常、相分率測定や速度測定などの複数の技術を統合しており、特殊な設計と校正が必要です。標準的な単相流量計は、複数の成分を同時に測定できません。
非ニュートン流体（スラリー、コロイド、エマルション）
粘度はせん断速度によって変化します。適応測定アルゴリズムを備えたスマート流量計、または容積式流量計（流体レオロジー特性の影響が比較的少ない）を使用することをお勧めします。
脈動流
渦流量計は脈動流での使用履歴が限られており、エラーが発生しやすいです。コリオリ質量流量計など、応答時間が速く、脈動除去機能が強力な流量計を選択するか、パイプラインにバッファ容器や脈動減衰装置を設置することをお勧めします。
選択基準: 最大温度定格は、実際の動作温度を 10% ～ 20% 上回る必要があります。高温用途の場合は、シールの耐熱性も考慮してください。
結晶化しやすい媒体 (例: 低温で結晶化する NaOH 溶液): 電磁流量計や可変面積 (回転計) 流量計など、滑らかな穴と不感帯のない流量計を選択します。
防爆定格の選択規則:
アプリケーションが異なれば、精度要件も異なります。選択を誤ると、ニーズを満たせなかったり、不必要なコストが発生したりする可能性があります (精度が高いほど価格も高くなります)。
重要な注意事項: 製品仕様を確認する際は、「フル スケール エラー (%FS)」と「読み取りエラーの割合 (%RD)」を区別してください。記載されている 1% の誤差については、「読み取り率」仕様により、低流量でより高い精度が得られます。
ターンダウン比 = 測定可能な最大流量 ÷ 測定可能な最小流量。これは、流量計が広い流量範囲にわたって適応できることを示しています。使用流量は流量計レンジの30～80％以内が理想で、レンジの上限は実際の最大流量の1.2～1.3倍に設定してください。さまざまなタイプの流量計のターンダウン比の参考情報:
エネルギー消費量が多いシナリオ (長期運転が必要) の場合: 可能な限り、絞りタイプの流量計 (オリフィス プレートの圧力損失が最も高い) を避けてください。圧力損失がゼロまたは低いソリューションを優先します。
長期運転では、恒久的な圧力損失に起因するポンピングエネルギーコスト (電気代) が流量計自体の購入価格を超える場合があります。したがって、エネルギーに敏感な用途では、圧力損失を総コストの計算に織り込む必要があります。
| 流量計の種類 | 上流直管部 | 下流直管部 |
|---|---|---|
| 差圧（オリフィスプレート） | 5D～10D | 3D–5D |
| 渦流量計 | 10D | 5D |
| タービン流量計 | 10D | 5D |
| 電磁流量計 | 3D～5D | 2D–3D |
| 超音波流量計（通過時間法） | 5D～10D | 2D～5D |
| コリオリ質量流量計 | 厳密な要件はありません |
Dはパイプ内径を表します。電磁流量計とコリオリ質量流量計は、直管セクションに対する要件が最も厳しくないため、コンパクトな配管レイアウトのシナリオに適しています。
参考ベンチマーク：DN50電磁流量計は1台あたり約2,100円。渦流量計は1台あたり約8,000円。ハイエンドの電磁流量計では1台あたり12,000円にもなります。
購入価格のみに基づいて選択しないでください。初期取得コスト、設置コスト、長期運転エネルギー消費量（圧力損失による電気代）、保守・校正コスト、予想耐用年数などを総合的に考慮する必要があります。電磁流量計と超音波流量計は、圧力損失がほとんどなく、長期使用時の大幅な省エネ、年間のO&Mコストの低減など、長期使用に適しています。 VII.クイック選択参照表
| 動作条件/媒体 | 推奨流量計 | 代替オプション | 重要なポイント |
|---|---|---|---|
| 導電性液体（水、酸、アルカリなど） | 電磁 | — | 導電率 ≥ 5 μS/cm |
| 純水、脱塩水 | 超音波 | タービン | 気泡の影響に注意 |
| 石油、ディーゼル、クリーンオイル | タービン | 超音波・コリオリ | 培地は清潔でなければなりません。気泡を防ぐ |
| 重油、潤滑油、高粘度液体 | 正の変位（楕円歯車）/コリオリ | ターゲットの種類 | 硬い粒子の侵入を徹底的に防ぎます |
| 強酸 (HCl、H₂SO₄) | 電磁 + PTFEライナー + タンタル/ハステロイ電極 | クランプオン超音波 | 電極材料の適合性は重要です |
| 強アルカリ (NaOH > 30% および高温) | 電磁+PTFEライナー+316L/ハステロイ | 正の変位 | 結晶化防止対策 |
| 蒸気（飽和・過熱） | ボルテックス（温度・圧力補正あり） | 差圧（V-Cone） | 高温時の考慮事項。結露ポットを設置する |
| クリーンガス（圧縮空気、窒素など） | 熱質量 / 渦 / オリフィスプレート | — | 精度と圧力損失の要件に基づいて選択します |
| 排ガス、バイオガス、汚れたガス | 分割オリフィス・セルフクリーニングDP | 熱＋自動除塵 | 目詰まりを防ぐ |
| スラリー、パルプ、スラッジ | 電磁（ストレートスルー＋耐摩耗ライナー） | ドップラー超音波 | ドップラー超音波は大きな粒子に適しています |
| 二相・混相流 | 混相流量計 | コリオリ (ガス含有量が低い) | 特殊な設計が必要 |
| 高温高圧 (>200°C) | ボルテックス/モノブロック鍛造コリオリ | 高温DP | 特殊なモデル。 10% の安全マージンを考慮してください |
| 大口径 (DN500+) | 挿入電磁式 / クランプオン超音波式 | ベンチュリ管 | パイプラインの停止と設置の困難を軽減します |
| 防爆ゾーン | 防爆（耐炎）マグ/ボルテックス | 本質安全防爆 | ゾーン分類に基づいて事前認定モデルを選択する |
| 保管転送 | コリオリ / タービン / 容積式 | 高精度マグ | 精度クラス 0.2% ～ 0.5% |
| ミディアムタイプ | 最適な流速 | 最大流速 |
|---|---|---|
| 液体 | 1～3m/秒 | 10m/秒 |
| ガス | 10～30m/s（標準状態） | 40m/秒 |
| スチーム | 20～50m/秒 | 80m/秒 |
流速が低すぎると信号対雑音比が低下し、流速が高すぎるとパイプラインの摩耗が促進され、圧力損失が増加します。通常の動作条件下での流速が最適範囲内に収まるように選択する必要があります。
パイプのサイズ、媒体名、腐食性レベル、粘度範囲、温度制限（最小/最大）、圧力、流量（最小/通常/最大）、危険区域の分類、保護要件（標準として IP65 以上）、パイプライン内の気泡または固体粒子の存在。
例：媒体が純水の場合 → 電磁流量計を廃止（導電率不足）。媒体に大量の気泡が含まれている → タービンおよび渦流量計を削除します (気泡は重大な誤差を引き起こす)。超音波流量計を優先してください。
主なチェック項目: 圧力損失、ターンダウン比、直管配管の要件、材料の適合性、高温/高圧耐性、現場の電磁干渉および振動条件。
パイプのサイズ、接続タイプ、精度クラス、出力信号タイプ (4 ～ 20mA、パルス、または Modbus)、防爆/保護定格、ライナー/電極の材質を決定します。アプリケーションの詳細をサプライヤーのエンジニアに確認してください。
選択プロセス中に不確実性がある場合は、正確な選択と最適な投資を確保するために、技術検証と価格比較のために少なくとも 3 つのサプライヤーにパラメータ リストを送信することをお勧めします。
